新工科背景下土建类专业公共平台的建设与实践

刘 果，黄志甲，b*，陈德鹏，于 峰

(安徽工业大学 a.建筑工程学院，b.创新教育学院，安徽 马鞍山 243032)

为主动应对以新技术、新业态、新模式、新产业(简称“四新”)为代表的新经济发展需求，高等工程教育提出了“新工科”建设，以创新工程人才培养模式。《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》中倡导地方高校“对接地方经济社会发展需要和企业技术创新要求，深化产教融合、校企合作、协同育人，推动传统工科专业改造升级，开展地方高校新工科研究和实践”[1]。相比于传统工程教育，新工科建设要培育的是符合当前和未来产业革命需求的卓越工程创新人才[2]，更注重培育具有跨学科思维、知识和整合能力，能创新性地解决工程实践问题的现代人才[2-5]。这对既有的专业教学体系、模式等提出了新要求。

公共平台是多专业协同育人的重要载体，其本质是通过搭建多专业交叉融合育人桥梁，以多专业公共课程模块和实践项目为导向，实现宽口径专业交叉，建立理论课程与实践应用之间的密切联系，培育具有跨学科整合能力和工程实践能力的工程人才，对支撑地方高校新工科内涵式发展具有重要作用。然而，目前地方院校工程人才培育过程中仍存在公共平台对多学科交叉融合和实践教学支撑有限、学科间界限分明、偏重传统理论教学、实践教学支撑度不足、实践内容及模式与新工科要求存在较大差距等突出问题，难以达到产业转型与工程实践对专业人才的新要求[6]，因而亟需构建和完善支撑新工科内涵式发展的“新”型多专业公共平台。

安徽工业大学是一所以工为主，工、理、经、管、文、法、艺七大学科门类协调发展，具有鲜明行业特色的多学科性省属重点大学。学校铭记“精工博学、厚德敏行”的校训精神，坚持“党建领校、质量立校、创新活校、特色兴校、开放办校”的办学理念，走出了一条“以工为主、服务行业、融入地方、创新发展”的特色发展之路。该校建筑工程学院下设土木工程、建筑环境与能源工程、市政工程、安全科学与工程、建筑与工程管理5个教学系和综合实验中心，主要培育土建类专业工程人才。随着我国“一带一路”、建筑企业“走出去”战略以及“两新一重”建设的持续推进，对此具有重要支撑作用的土建类专业成为了高等工程教育新工科建设的重要内容。近年来，在国家新工科建设的倡导下，建筑工程学院提出了土建类多学科交叉融合创新协同育人理念，并通过不断完善公共平台建设，革新土建类专业新工科建设的支撑体系，并已初见成效。本文以安徽工业大学建筑工程学院为例，探索基于公共平台的地方高校土建类专业新工科建设的创新实践，以期为深化地方高校新工科建设提供参考。

1 新工科背景下土建类专业公共平台的建设目标与实施路径

1.1 建设目标

应蕴于新经济发展下的新工科旨在培养符合当前和未来科技发展与产业革命需求的卓越工程创新人才。新工科人才培养目标是统领人才培养质量、模式、体系、结构等的逻辑起点[7]。具有人文素养、能综合运用多学科知识、能创新性地解决工程实践问题是新工科建设中人才培养的基本目标[2-5]。以土建类专业的建筑工程项目为例，可能涉及到策划、设计、施工、运营、后评价等，这些均超过了特定知识和能力的界限，更加需要学科之间知识的融合。通过进一步调研走访水利、交通、市政、能源等行业的土建类企业发现：一方面，基础设施建设与管理的发展呈现信息化、国际化特点，主要表现为3S勘察与规划、数字化设计、自动化机械施工、远程监控、信息化管理、新材料与新工艺发展应用、开拓国际市场等方面；另一方面，为了应对上述变化及申报高新技术企业的需要，绝大多数企业着力进行技术改造与管理升级，主要表现为核心技术升级、装备改造、实施现代化管理、引进新型人才等。

综上分析，结合土建类专业强实践性和综合性的特点，新工科背景下土建类专业公共平台建设应能支撑以下目标：①加大对学生多学科知识融合能力的塑造；②培育学生系统解决工程实践问题的能力；③强化学生信息化、工业化、智能化、智慧化建造思维和能力；④围绕工程全生命周期，注重对学生人文、管理和领导能力的培养；⑤拓宽学生的国际视野，培植其从事国际工程的能力；⑥坚持创新驱动，加大对学生创造性活动的支持和创新能力的培育。

1.2 实施路径

为实现公共平台对土建类专业人才培养目标的支撑，土建类专业公共平台建设需要多学科、多专业相互协调，优化土建教研资源及人力师资配置，是一个涉及面广、问题复杂、任务艰巨的系统工程。因此，需要加强顶层设计，注重谋篇布局，从事前谋划、事中布局、事后评价反馈多环节嵌套、软硬件协调等多维度合理地构建实施路径。新工科背景下土建类专业公共平台建设实施路径如图1所示。

图1 新工科背景下土建类专业公共平台建设实施路径

1)优化组织模式，组建跨学科的公共平台组织机构。面向新工科的土建类公共平台组织机构是培养多学科交叉融合的现代化复合型工程人才的基石，需要学校教学管理领导牵头，各相关院系领导为组员，负责从顶层研制新工科背景下的土建类公共平台建设规章制度、施行办法，协调不同院系及专业间的组织关系，积极开展教学开放和内外协同，推动学院之间、学科之间、专业之间的合作共建。

2)打破学科藩篱，开设多学科交叉融合的大类平台课程。新工科背景下高等工程教育土建类人才培养的重要抓手是破除学科壁垒，实现跨界融合。针对土建类专业的学科现状和发展特色，可以组建若干跨学科的大类知识课程模块，鼓励甚至要求不同学科和专业的学生选修相同的专业性大类平台课程。同时，开设若干融入信息技术、大数据、互联网+、云计算、物联网等新技术的土建类公选必修大类课程，打造真正宽基础、重交叉、信息化的土建类专业课程体系。

3)组建跨学科教学团队，提升公共平台的师资力量。跨学科教学团队是多学科交叉融合大类平台课程体系实施的关键。基于不同类别的学科群组建教学团队，使团队成员的学科专业背景和学科结构多样化，鼓励团队成员跨学科、跨专业联合学习，与不同行业、产业、企业联合组建教学组织等。同时，打造若干智慧建筑、智能建筑、绿色建筑、物联网、大数据、云计算等新技术、新业态的公共平台教学团队，以适应信息技术发展对土建类专业人才的新要求。

4)整合硬件资源，优化多学科交叉的公共实践平台。传统土建类专业实践平台受制于学科壁垒和校企隔阂，往往形式固定、内容单一、受教有限，不利于多学科交叉融合人才的培养。2017年，教育部发布的《新工科研究与实践项目指南》明确要求“构建面向新工科的工程实践教育体系与实践平台”[8]。通过整合土建类专业实践、实验、实训、试验资源构建多学科交叉公共实践平台，能够真正实现工程理论知识与实践动手能力的结合，让学生边学、边做、边思考，提高工程教育人才适应“四新”经济发展需要，提高学生的创意、创新、创业能力，确保新工科支撑和引领新技术、新产业发展。

5)建立多学科交叉融合的综合能力达成监控评价体系。这是培育新工科背景下现代化复合应用型土建类工程人才的重要一环：一方面要针对学生的实践能力制定评价标准和评价方法，评价结果可用于持续改进公共平台下多专业交叉融合人才培养质量；另一方面要完善教学过程质量监控机制，健全校、院、系3级教学管理机制，根据交叉融合大类平台课程质量要求，定期对课程设置和教学质量进行评价，以评促改，持续优化，提高土建类多学科交叉融合工程人才培养质量。

2 新工科背景下土建类专业公共平台的实践与成效

2.1 探索实践

安徽工业大学建筑工程学院组建于2003年，2007年9月被教育部等部门授予“全国教育系统先进集体”荣誉称号。目前，学院拥有建筑学、土木工程、工程管理、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用工程、安全工程6个本科专业。这些专业可以为工程项目提供“专才”，但工程实践问题需要多学科知识和技能的整合。自2018年以来，为破解传统土建类专业培养模式的桎梏，学院在深入学习新工科理论内涵和实践的基础上实施了一系列多学科交叉融合培养土建复合型人才举措，建设并完善了新工科背景下土建类专业公共平台。

1)在组织形式上拟构建具有行政和业务功能的公共平台机构。学院成立“新工科建设发展研究中心”和“多学科交叉融合协同创新中心”，学院院长任中心主任，学院教学副院长和科研副院长任中心副主任，各教研室主任为成员。中心在贯彻新工科发展内涵的基础上，提出土建类专业多学科交叉融合、协同育人理念，先后制定了《安徽工业大学建筑工程学院课程群及课程群负责人制度实施意见(试行)》《安徽工业大学建筑工程学院课程建设规划》等新工科背景下土建类公共平台建设规章制度。学院鼓励并优先支持跨学科竞赛，提高多学科交叉教学团队课程考核系数，积极组织各级别的跨学科交流活动，定期召开师生跨学科座谈会等。通过一系列制度约定和政策引导，有效促进了不同学科和专业间的合作共建和交叉融合。

2)优化学科结构，改革课程体系，构建面向复杂工程问题的课程群。为加强学科间的交叉融合，构建土建多学科跨界体系，学院对全院6个专业进行集群整合，优化学科布局。比如，建设建筑规划专业群(建筑学、城乡规划)、土木工程专业群(土木工程、给排水科学与工程、建筑环境与能源应用工程)、工程管理类(工程管理)、安全工程类(安全工程)4个专业群(类)，通过聚焦优势学科和突出特色，积极推动专业群(类)之间的跨学科研究与探索。同时，学院依据土建类多学科交叉融合人才培养要求，重构课程结构，优化课程体系，按照课程模块构建了一系列面向复杂工程问题的课程群，如大类平台课程群(BIM参数化建模基础)、工程基础课程群(制图模块、建材模块和力学模块等)、绿色建筑课程群、建筑信息课程群、智慧建筑课程群、前言专题课程群等。所有本科生在第5学期前不区分专业，统一选修大类平台课程群和工程基础课程群，打破专业藩篱，以培养学生多学科交叉融合创新能力。

3)组建跨学科教学团队。学院基于不同课程群组建多专业教学团队，在重视教师专业背景的前提下，大力引进具有管理学、经济学、社会学、信息技术等学科背景的专任教师，以满足“四新”经济背景下土建交叉复合人才培养要求。同时，积极试行并推进多专业联合学习、多专业联合毕业设计、多专业应用比赛、多专业创新创业等，实行面向复杂工程问题的多导师制，并聘请大型企事业单位专家担任兼职导师，充实教学队伍，有效延展教育资源。

4)整合资源，破除平台专业壁垒。安徽工业大学土建类专业实践实验场所包括生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心(简称“工程研究中心”)、安徽工业大学建筑节能研究所、马鞍山市结构与抗震重点试验室(简称“结构试验室”)、教育部BIM协同中心(简称“BIM中心”)、工程造价实验室、BIM综合实验室、项目管理沙盘实训室等。针对传统实践实验平台唯专业内使用的问题，学院整合资源，成立土建类专业公共平台综合实践中心，根据多专业交叉融合需求和课程群大纲要求统一预约实践实训项目，不区分使用专业和年级，最大程度培育学生多学科知识整合能力和综合实践能力。

5)完善人才培养目标达成评价体系。学院根据住建部、教育部等部门专业评估要求以及工程教育认证标准等，以毕业要求和课程目标达成为基本，鼓励课程群按照新工科人才培养目标和达成度指标展开课程形成性教学与评价，进而指导多学科交叉融合人才培养体系制定。

2.2 实践成效

安徽工业大学土建类专业公共平台建设试运行已过2年，经过大力推广和努力实践，课程群建设、公共实践平台整合以及跨学科教师团队建设等已初见成效。公共平台对理论教学与实践教学融合、教研融合和多学科交叉融合均体现出了较好的支撑性，新工科多学科交叉融合理念深入人心，学生综合理论水平显著提高，工程实践能力大幅提升，学院教师跨学科交流与合作日益增多。

1)有效促进了理论教学与实践教学的融合。公共平台以服务多个专业的教学活动为特色，首先表现为对多专业同模块课程的支撑。比如，BIM中心同时为土木工程、给排水科学与工程、工程管理等专业建筑信息化模型等数字化课程模块提供平台支撑；结构试验室为土木工程为主的建造领域多专业提供结构课程模块方面的实训。其次，公共平台提供的科研项目和面向社会的实践服务(比如开展绿色建筑评价与测试)为学生基于项目全过程，以问题为导向，检验、迁移、巩固/修补、提升其多学科知识和技能提供了锻炼平台，也为教师教学提供了较好的实践支撑素材。同时，以公共平台为依托开展的各种学科竞赛、创新创业项目以及技能等级考试等，比如BIM中心承办的“住房城乡建设领域BIM应用专业技能培训考试”和“全国BIM技能等级考试”，正向激励了实践课程创新改革。再次，公共平台为学生(跨)专业实践提供实践、实训基地。比如，华骐环保以具体项目为蓝本，从现场调研、水质分析、工程方案编制、施工图设计、现场施工和调试等工程环节为学生毕业设计提供场所。

2)有效支撑了教研融合。公共平台不仅直接为教学活动服务，也为科学研究提供了重要推动力。以工程研究中心为例，该中心至今已承担国家科技重大专项子课题1项、国家级课题3项、省部级纵向课题30项，完成横向课题37项。科研项目的完成极大地提升了新工科背景下土建类专业教学质量。首先表现为教师理论教学和实践教学能力的提升。工程研究中心建设全过程由年轻教师负责技术设计、参与设备招标、制造、现场安装和调试等，在实践项目中检验了教师的理论知识，也提升了教师的工程实践能力。同时，新进教师依托平台建设的实践锻炼机会，深入了解了工程工艺结构，掌握了工艺特性，提升了理论教学与实践的匹配度，有效避免了理论教学与实践的脱节问题。结构试验室不定期聘请结构方面的专家学者及大型项目设计与施工现场人员来试验室进行学术指导和短期工作，组织部分研究人员参与大型项目设计与施工实践学习。其次，基于横纵向项目，展开项目式教学，在确保学生掌握基础理论知识的同时，提升学生围绕项目识别问题、分析问题和解决问题的综合能力。同时，教师的项目经验也在很大程度上提升了个人的教学技能。教师改进了传授知识的方式，把科学研究的新理念、新思维、新技术、新方法和新知识等引入课堂教学，开阔了学生视野，提升了教学效果。

3)融通了多专业交叉融合通道。首先表现为自下而上促进多学科交叉融合。公共平台从科研项目、社会服务和学科竞赛等方面为学生社会实践提供了有效支撑，如研究中心承担的各项国家级、省级科研项目，面向社会提供的服务以及BIM中心为学生提供的信息化技能等级培训等，为学生面向项目和社会实践提供了很好的锻炼平台。这些项目和社会实践经历，让学生深刻认识到单一学科知识在解决实际问题中的不足与局限，进而从内在激发学生重视跨学科知识的学习，从需求端自下而上推动学院跨学科人才培育体制机制的完善。其次表现为自上而下完善跨学科建设。公共平台为学院对外交流提供了场所、基地、空间等硬件支持，也为项目和社会服务/合作提供了人才、项目、体制等软件支撑。跨学科交流与服务/合作的发展趋势引领学院展开顶层设计，不断完善公共平台建设，促进多学科交叉融合，提升学院创新性解决交流与服务/合作的实际问题。同时，公共平台的实践项目以及对不同专业同模块课程教学的支撑，让教师彼此了解不同专业，理解同一模块知识在不同专业的侧重，根据自己学科特点思考是否拓展本学科相关知识，如通过多专业公共课程BIM类虚拟技术，了解各专业特点，加深实践中专业工种之间的合作等。公共平台为多专业教师提供的交流、沟通机会和软硬件支撑使教师开始逐渐打破统学科之间的界限，在思想上认识到跨学科教育的重要性，进而把跨学科教育理念融入平时理论教学和实践教学活动中。最终，从学院顶层设计和教师授课方面自上而下拉动多专业交叉融合。

后续学院将不断完善评价体系，通过科学有效的事后评价反馈，进一步螺旋式提升学院土建类专业公共平台建设水平，以培育具有跨界整合和创新实践能力的高层次现代化土建类人才。

3 结束语

对既有学科进行改造升级，以主动应对以新技术、新业态、新模式、新产业为代表的新经济发展需求是新工科建设的重要内容。土建类专业作为支撑我国系列发展战略的重要学科，理应走在新工科建设的前沿，以培养适合国家战略发展需要的创新性工程人才。实践表明，地方工科高校以公共平台为切入口，全方位系统化建设多专业公共平台，对践行新工科要求，面向社会需求，培养能整合多学科知识解决复杂工程实践问题能力的现代创新人才具有重要意义。

在公共平台建设和具体运行层面，应注意以下2个关键问题：一是需要加强顶层设计，注重谋篇布局。跨学科公共平台建设费时耗力，涉及面广，稍有偏颇可能前功尽弃，因此是典型的“一把手”工程。二是建立健全多学科交叉融合人才培养目标达成评价机制。有效的评价机制既是对多学科交叉融合公共平台建设的强力监督和有效风险管控，又是持续改进人才培养成效的参考依据和力量源泉。